JP3740210B2

JP3740210B2 - 棒材供給機の棒材搬送量検出装置

Info

Publication number: JP3740210B2
Application number: JP08969896A
Authority: JP
Inventors: 光義山口
Original assignee: 株式会社アルプスツール
Priority date: 1996-04-11
Filing date: 1996-04-11
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2016-04-11
Also published as: JPH09277136A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋盤等の棒材加工機に棒材を自動供給する棒材供給機の棒材搬送量検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
棒材供給機は、棒材の搬送方向に伸びる送りチェーンに取付けられた押し棒の先端のグリッパーで棒材の後端を把持し、該送りチェーンを送りモーターで駆動することにより、該棒材をその延長線上に配置された棒材加工機へと連続的に送り込むようにした装置である。
【０００３】
棒材供給機で棒材を送る際、何等かの原因で押し棒の移動する距離が適正移動距離よりも小さくなったり又はストッパー（図２参照）の脱落等により適正移動距離よりも大きくなったりした場合、棒材が適正長さよりも短い長さしか送られず又は適正長さよりも長く送られてしまう。そのような場合には旋盤等の加工機で加工しても不良品となってしまう。
【０００４】
そのような不都合を回避するため、従来、カウンターにより押し棒の移動開始時点からその移動距離ｄを計数し、適正移動距離Ｄ（図２参照）よりも短い移動距離ｄ₁ （図２参照）のプリセット値で信号を出力するようにし、またプリセット値以上押し棒が移動するのに要する時間経過後にタイマーが作動するようにしておき、上記カウンターが上記プリセット値による信号を出力する前にタイマーが作動すると送り異常と判断するようなことが試みられている。また、カウンターにより押し棒の移動開始時点からその移動距離ｄを計数し、適正移動距離Ｄよりも長い移動距離ｄ₂（図２参照）のプリセット値で信号を出力するようにしておき、カウンターがこのプリセット値を計数すると送り異常と判断するようなことが試みられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の送り異常を検知する手段によれば、（Ｄ−ｄ₁ ）又は（ｄ₂ −Ｄ）の範囲であれば「正常」と判断されるので、旋盤のストッパーに切粉等が付着したため棒材がストッパーに完全に当たらない場合、（Ｄ−ｄ₁）又は（ｄ₂ −Ｄ）の範囲で棒材の送りが停止した場合等においても加工が実施されてしまう。この加工品は不良品であるが、良品中に混入した場合は目視による判別は困難であり、結果的に全品再検査を必要とするなど多大な労力を費やさざるを得ない。
【０００６】
また、従来押し棒の移動距離ｄは、押し棒の送りチェーンのスプロケットホイールに対してロータリーエンコーダーを配置しそのロータリーエンコーダーの回転によって検出しているので、棒材の先端が旋盤のストッパーに突き当たる時にスプロケットホイールが送りチェーンの弛み分だけ巻き上げると、棒材の移動距離≠ロータリーエンコーダーの計測値となり、適正な加工が困難になるおそれがある。
【０００７】
従って、本発明はそのような問題点を解決することができる手段を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、駆動装置の駆動力により棒材をその長手方向に基台３６上で搬送する押し棒１２と、上記押し棒１２の移動距離ｄを検出する移動距離検出手段と、上記移動距離検出手段により検出された移動距離ｄが予め設定された適正移動距離Ｄに達しない場合に搬送量不足のアラーム処理を行うアラーム手段とを具備した棒材供給機の棒材搬送量検出装置において、上記移動距離検出手段が、上記押し棒１２に連結され押し棒１２の移動とともに上記基台３６上に配置された複数個のプーリー４３ｂ，４３ｃ間を走行する伸縮し難い無端体４０と、この無端体４０に連動することにより上記押し棒１２の移動距離を検出するエンコーダー２０とを備えた棒材供給機の棒材搬送量検出装置の構成を採用する。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の棒材供給機の棒材搬送量検出装置において、上記移動距離検出手段により検出された移動距離ｄが予め設定された適正移動距離Ｄに達しない場合に所定時間内で上記押し棒１２に前進と後退のインチング動作を行わせるインチング手段を具備し、インチング動作による移動距離ｄが予め設定された適正移動距離Ｄに達しないことを上記移動距離検出手段が検出した場合に上記アラーム手段がアラーム処理を行うようにした棒材供給機の棒材搬送量検出装置の構成を採用する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
＜実施の形態１＞
図１に示されるように、この棒材供給機２は、旋盤等の棒材加工機１に隣接しており、各種操作を行うための操作パネル３及び棒材供給機全体の制御を行うコントロールボックス４を備えている。
【００１０】
棒材加工機１は、図２及び図３に示されるように、棒材供給機２から供給される棒材１４の先端を受け止めて位置決めするためのストッパー１６、棒材１４を把持する主軸のチャック１９、刃物１８等を備えている。
【００１１】
棒材供給機２の本体は上記棒材加工機１に向かって水平に伸びており、該本体の内部には図２及び第３図に示されるような機構が設けられている。すなわち、棒材加工機１の主軸のチャック１９の延長線上に棒材１４の押し棒１２が往復移動可能に配置され、該押し棒１２を駆動するための送りチェーン１１が無端状に配設されている。押し棒１２はその先端に棒材１４の後端を着脱自在に把持するグリッパー１３を有し、後端に上記送りチェーン１１との連結部を有している。この場合、押し棒１２は具体的にはフィードパイプであり、グリッパー１３は具体的にはフィンガーチャックである。送りチェーン１１は、本体内の前後にそれぞれ軸支されたスプロケットホイール９，１０間に掛け渡されており、本体後部に配置された送りモーター５からプーリー６，７及びベルト８を介して動力が伝達されるようになっている。
【００１２】
また、この棒材供給機２における棒材搬送量検出装置は、図２及び図３に示されるように、駆動装置の駆動力により棒材１４をその長手方向に搬送する上記押し棒１２と、押し棒１２の移動距離ｄを検出する移動距離検出手段と、上記移動距離検出手段２０により検出された移動距離ｄが予め設定された適正移動距離Ｄに達しない場合に搬送量不足のアラーム処理を行うアラーム手段とを具備している。
【００１３】
上記駆動装置は、上記送りモーター５、送りチェーン１１、プーリー６，７、ベルト８等で構成されてなるもので、押し棒１２を往復移動させるためのものである。
【００１４】
上記移動距離検出手段は、図３に示されるように、上記スプロケットホイール９の軸に連結されたロータリエンコーダ２０をその主体とするもので、該ロータリエンコーダ２０からのパルス信号を入力装置２１を介しマイクロコンピュータ（以下、ＣＰＵという。）２２で処理するようになっている。ロータリエンコーダ２０は、上記プーリ７の回転角変位量に応じて所定数のパルス信号を出力するようになっている。このパルス信号は、例えば２０００パルス／１回転である。このパルス信号により示される上記プーリ７の回転角変位量は、それぞれ送りチェーン１１の直線変位量、押し棒の移動距離ｄ、棒材１４の直線変位量に等しい。
【００１５】
上記ＣＰＵ２２は、ロータリエンコーダ２０の出力パルス信号をカウントして棒材１４の搬送量を算出するといった算出手段としての機能を有する（以下、当該機能を「カウンタ」と称する。）。ＣＰＵ２２の記憶部には、図２に示されるような適正移動距離Ｄすなわち加工時の棒材設定長さが記憶されている。ＣＰＵ２２は所定の表示装置３４と入力キーボード３５とを具備している。
【００１６】
上記アラーム手段は、ＣＰＵ２２から出力される処理信号を出力装置２３を介し外部に出力し、上記送りモーター５の停止、上記刃物１８の棒材１４からの引き離し、警報の発生等を行わせるようになっている。
【００１７】
なお、入力装置２１、ＣＰＵ２２及び出力装置２３は上記コントロールボックス４内に納められ、表示装置３４及び入力キーボード３５は上記操作パネル３に配置されている。
【００１８】
次に、この棒材供給機の棒材搬送量検出装置のより具体的な構成についてＣＰＵ２２におけるアラーム処理手順と共に図２，図３及び図９を参照して説明する。
【００１９】
図２に示されるように、上記適正移動距離Ｄは刃物１８からストッパー１６までの距離であり、製品長さを決めるため切断する刃物１８の幅ａと製品加工長さｂに等しい。
【００２０】
まず、操作者が、操作パネル３から、押し棒１２の適正移動距離Ｄすなわち加工時の棒材設定長さと、適正移動距離Ｄよりも長い移動距離ｄ₂ の各設定値を設定する（ステップ１０１）。次に、加工機側からチャック開信号が入力されると（ステップ１０２，ＹＥＳ）、押し棒１２が前進を開始する（ステップ１０３）。
【００２１】
この時、ロータリーエンコーダー２０のカウント値である押し棒１２の移動距離ｄが移動距離ｄ₂ すなわち棒材１４の有効加工長さをオーバーしたか否かを判断し（ステップ１０４）、カウント値が設定値以上の場合（ステップ１０４，ＹＥＳ）には送出量オーバのアラームが出力される（ステップ１０５）。これにより、送りモーター５の緊急停止、刃物１８の棒材１４からの離反、警報等の措置がなされることとなる。
【００２２】
一方、カウント値が設定値に達しない場合（ステップ１０４，ＮＯ）、ＣＰＵ２２が送出完了信号が出力されたか否かを判断する（ステップ１０６）。送出完了信号は、チャック開信号入力時から２〜３秒後に、棒材供給機２から棒材加工機１に供給される。送出完了信号が出力されている場合（ステップ１０６，ＹＥＳ）には、チャック開信号がオフか否かを判断する（ステップ１０７）。
【００２３】
チャック開信号がオフであると判断する場合（ステップ１０７，ＹＥＳ）、ＣＰＵ２２は、押し棒１２の移動距離ｄが適正移動距離Ｄに達しているか否かを判断し（ステップ１０８）、達していないと判断した場合（ステップ１０８，ＮＯ）には、送出量不足のアラームが出力される（ステップ１０９）。これにより、上記と同様な警報等の措置がなされる。送出量不足は、棒材が送り出されなかった場合、ストッパー１６に切粉等が付着した場合等に生じる。
【００２４】
送出完了信号が出力され（ステップ１０６，ＹＥＳ）、チャック開信号がオフになると（ステップ１０７，ＹＥＳ）、カウンターのリセットとセットとがなされ（ステップ１１０，１１１）、押し棒１２による送出力がオフとされ（ステップ１１２）、棒材１４の加工が行われる（ステップ１１３）。製品加工が終了した後（ステップ１１４）、上記ステップ１０２〜１１３が繰り返される。
【００２５】
なお、ステップ１０８で適正移動距離Ｄを検出した後、押し棒１２による材送力が作用している時点でカウンターをリセットし（ステップ１１０）、直ちにカウンターをセット（ステップ１１１）するので、材送力が解除された場合に（ステップ１１２）、その反動で押し棒１２が後退しても、その後退分だけ計測することができる。例えば、リセット位置を０とし、後退した距離をマイナス量として計測することができる。また、加工中における押し棒１２の移動距離も同様にして表示することができる。
【００２６】
このように構成することで、寸法不良の製品加工を未然に防止することができ、刃物１８の破損等を防止することができる。
＜実施の形態２＞
この棒材供給機２の棒材搬送量検出装置は上記実施の形態１におけると略同様であり、図２及び図３に示されるように、駆動装置の駆動力により棒材１４をその長手方向に搬送する押し棒１２と、上記押し棒１２の移動距離ｄを検出する移動距離検出手段とを具備するが、上記押し棒１２の搬送開始から所定時間経過後、上記移動距離検出手段により検出された移動距離ｄが予め設定された適正移動距離Ｄよりも小さい場合に上記押し棒１２に前進と後退のインチング動作を行わせるインチング手段を具備した点において相違している。
【００２７】
上記インチング手段は、上記ＣＰＵ２２の出力信号により出力装置２３を介して送りモーター５を小刻みに正逆転させ、押し棒１２を前方と後方とに寸動させるようになっている。
【００２８】
この棒材供給機２の棒材搬送量検出装置のより具体的な構成について、そのＣＰＵ２２における処理手順と共に図２，図３及び図１０に基づき説明する。まず、操作者が、操作パネル３から、押し棒１２の適正移動距離Ｄすなわち加工時の棒材設定長さと、適正移動距離Ｄよりも長い移動距離ｄ₂ とを設定する（ステップ２０１）。次に、加工機１からチャック開信号が入力されると（ステップ２０２，ＹＥＳ）、押し棒１２が前進を開始する（ステップ２０３）。
【００２９】
この時、ロータリーエンコーダー２０のカウント値である押し棒１２の移動距離ｄが移動距離ｄ₂ すなわち棒材１４の有効加工長さをオーバーしたか否かを判断し（ステップ２０４）、カウント値が設定値以上の場合（ステップ２０４，ＹＥＳ）は送出量オーバーのアラームが出力される（ステップ２０５）。これにより、送りモーター５の緊急停止、刃物１８の棒材１４からの離反、警報等の措置がなされることとなる。
【００３０】
一方、カウント値が設定値に達しない場合（ステップ２０４，ＮＯ）、ＣＰＵ２２が送出が完了したか否かを判断する（ステップ２０６）。送出完了か否かはチャック開信号入力時より２〜３秒後にタイマーのタイムアップによりＣＰＵ２２内で判断する。送出完了の場合（ステップ２０６，ＹＥＳ）はインチング（寸動）時間制御タイマーがタイムアップしたか否かを判断し（ステップ２０７）、タイムアップの場合（ステップ２０７，ＹＥＳ）は送出時間オーバーのアラームが出力される（ステップ２０８）。これにより、上述したと同様に送りモーター５の停止操作等がなされる。
【００３１】
インチング時間制御タイマーがタイムアップしていない場合（ステップ２０７，ＮＯ）は、押し棒１２の移動距離ｄが適正移動距離Ｄに達しているか否かを判断し（ステップ２０９）、達していないと判断した場合（ステップ２０９，ＮＯ）には、押し棒１２をインチング動作させる。すなわち、まず押し棒１２の前進を停止させ（ステップ２１０）、次に後退側にインチングさせた後（ステップ２１１）、停止させ（ステップ２１２）、前進させる（ステップ２０３）。このインチング動作を押し棒１２の移動距離ｄが適正移動距離Ｄに到達するまでインチング時間制御タイマーのセット時間内で繰り返す。
【００３２】
押し棒１２の移動距離ｄが適正移動距離Ｄに到達した場合は（ステップ２０９，ＹＥＳ）、送出完了信号を出力する（ステップ２１３）。送出完了信号は、棒材供給機２から棒材加工機１に供給される。送出完了信号が出力されている場合（ステップ２１３，ＹＥＳ）には、チャック開信号がオフか否かを判断し（ステップ２１４）、チャック開信号がオフであると判断する場合は（ステップ２１４，ＹＥＳ）、材送力が解除される前にカウンターのリセットとセットとを行なう（ステップ２１５，２１６）。その後、押し棒１２による送出力がオフとされ（ステップ２１７）、棒材１４の加工が行われる（ステップ２１８）。製品加工が終了すると（ステップ２１９）、上記ステップ２０２〜２１９が繰り返される。
【００３３】
なお、上記実施の形態１又は２のいずれにおいても押し棒１２の駆動を送りチェーン１１以外の手段によって行うことができ、例えばリードネジによって押し棒１２を駆動し、リードネジを回転させる送りモーターにエンコーダー２０を取り付けるようにしてもよい。
【００３４】
＜実施の形態３＞
この棒材供給機は、図４に示されるように、その本体中に水平に配置された基台３６を有し、該基台３６上に同じく水平に支持された押し棒用ガイドレール３７を有している。該押し棒用ガイドレール３７の上には押し棒１２が前後の押し棒用スライダー３８，３９を介して保持されている。各押し棒用スライダー３８，３９は無端状の送りチェーン１１により駆動されるようになっており、送りチェーン１１は押し棒用ガイドレール３７の前後にそれぞれ軸支されたスプロケットホイール１０，９に掛け渡されている。送りチェーン１１は、上記基台３６上に配置された送りモーター５からプーリー６，７及びベルト８を介して後側のスプロケットホイール９に動力が伝達されることにより駆動されるようになっている。
【００３５】
この棒材供給機の棒材搬送量検出装置における移動距離検出手段は、上記押し棒１２に連動するようになっている。具体的には、図４乃至図８に示されるように、ワイヤー、ケーブル等の伸縮し難い線材等からなる無端体４０が後側の押し棒用スライダー３９に連結され、押し棒用ガイドレール３７の前後端のブラケット４１，４２上に軸支されたガイドプーリー４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ間に掛け渡されている。この場合、ガイドプーリー４３ｂ，４３ｃのみ設け他のガイドプーリー４３ａ，４３ｄは省略してもよく、または四個以上設けるようにしてもよい。また、上記基台３６上にはブラケット４４を介しロータリーエンコーダー２０が取り付けられており、該ロータリーエンコーダー２０の軸端に固着されたエンコーダー用プーリー４５に上記無端体４０が掛けられている。このため、送りチェーン１１の駆動により押し棒１２が押し棒用ガイドレール３７上を前後方向に移動すると、押し棒１２の移動に伴って無端体４０もガイドプーリー４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄに案内されつつ走行しロータリーエンコーダー２０を回転させることとなる。
【００３６】
また、上記エンコーダー用プーリー４５の近傍には無端体４０の弛みを解消し無端体４０を該エンコーダー用プーリー４５に一定巻き掛け角度で巻き付けるためのテンションプーリー４６が配置されている。すなわち、テンションプーリー４６は上記エンコーダー用プーリー４５よりも後方において無端体４０を後方へ引っ張るようになっており、テンションプーリー用スライダー４７上に軸支され、該テンションプーリー用スライダー４７はテンションプーリー用ガイドレール４８上に摺動自在に支持され、該テンションプーリー用ガイドレール４８は上記基台３６上のブラケット４４に片持ち状に固定されている。そして、テンションプーリー用スライダー４７とブラケット４４との間にはガス式スプリング４９が介装されている。該ガス式スプリング４９の付勢力によってテンションプーリー４６は常時走行体に張力を加えるようになっている。ガス式スプリング４９は、シリンダー４９ａ内にガスを封入し、シリンダー４９ａ内のピストンの両側に加わるガス圧の差でピストンロッド４９ｂを一方向に付勢してなるものである。もちろんガス式スプリング４９に代え通常のコイルスプリングを用いることもできる。また、上記エンコーダー用プーリー４５とテンションプーリー４６との位置を入れ替え、ガス式スプリング４９を図５におけると逆向きにセットするようにしてもよい。
【００３７】
しかして、送りチェーン１１の駆動により押し棒１２が前進すると、押し棒１２の進行に伴って無端体４０が走行し、ロータリーエンコーダー２０が押し棒１２の移動距離ｄを検出することとなる。このようにロータリーエンコーダー２０は押し棒１２に連動するので、押し棒１２の移動距離ｄを正確に検出することができる。
【００３８】
この棒材供給機２における棒材搬送量検出装置のその他の構成は上記実施の形態１又は２と同様であり、上記押し棒１２に連動するロータリーエンコーダー２０からの信号が入力装置２１（図３参照）に入力されることになる。
【００３９】
なお、上記押し棒１２の駆動は送りチェーン１１以外の手段によっても行うことができ、例えばリードネジによって送ることもできる。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、押し棒の適正移動距離を予め設定し移動距離検出手段により検出した移動距離が適正移動距離に達しない場合に搬送量不足のアラーム処理を行うので、棒材が適正移動距離に等しい長さだけ送られた場合にのみ棒材を加工することができ、従って良品中に不良品が混じる等の不都合を防止することができる。また、移動距離検出手段は、押し棒に連結され押し棒の移動とともに走行する伸縮し難い無端体と、この無端体に連動することにより押し棒の移動距離を検出するエンコーダーとを備えるので、旋盤のストッパーに切粉等が付着して棒材がストッパーに完全に当たらない場合、押し棒を駆動する送りチェーンに弛みが生じている場合等においても、押し棒の移動距離を正確に検出し、送出量不足の場合はアラーム出力によって加工を止め、適正移動距離の場合にのみ加工を行うことができる。
【００４１】
請求項２の発明によれば、例えば主軸のチャックの開きが悪く棒材の送りが不十分である場合、主軸内に付着した切粉等による棒材の送りが不十分である場合、送りチェーン、ガイドレール等に押し棒が引っ掛かっている場合等であっても、アラーム処理前にインチングにより棒材の送りを修正することができ、従って棒材供給機をできるだけ停止させないようにして稼働率を向上することができる。
【００４２】
【図面の簡単な説明】
【図１】棒材供給機と棒材加工機の概要を示す正面図である。
【図２】棒材供給機の機構の概略図である。
【図３】棒材搬送量検出装置のブロック図である。
【図４】棒材供給機の他の実施の形態を示す正面図である。
【図５】上記棒材供給機のテンションプーリー近傍の部分切欠正面図である。
【図６】上記棒材供給機のテンションプーリー近傍の部分切欠平面図である。
【図７】図５中ＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図６中ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】棒材搬送量検出装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】棒材搬送量検出装置の他の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２…押し棒
１４…棒材
ｄ…移動距離
Ｄ…適正移動距離

Claims

駆動装置の駆動力により棒材をその長手方向に基台上で搬送する押し棒と、上記押し棒の移動距離を検出する移動距離検出手段と、上記移動距離検出手段により検出された移動距離が予め設定された適正移動距離に達しない場合に搬送量不足のアラーム処理を行うアラーム手段とを具備した棒材供給機の棒材搬送量検出装置において、上記移動距離検出手段が、上記押し棒に連結され押し棒の移動とともに上記基台上に配置された複数個のプーリー間を走行する伸縮し難い無端体と、この無端体に連動することにより上記押し棒の移動距離を検出するエンコーダーとを備えたことを特徴とする棒材供給機の棒材搬送量検出装置。
請求項１に記載の棒材供給機の棒材搬送量検出装置において、上記移動距離検出手段により検出された移動距離が予め設定された適正移動距離に達しない場合に所定時間内で上記押し棒に前進と後退のインチング動作を行わせるインチング手段を具備し、インチング動作による移動距離が予め設定された適正移動距離に達しないことを上記移動距離検出手段が検出した場合に上記アラーム手段がアラーム処理を行うようにしたことを特徴とする棒材供給機の棒材搬送量検出装置。